1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii

Reakcje utleniania i redukcji

Oto lista zadań maturalnych z danego działu chemii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.

Przejdź do wyszukiwarki zadań

 

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (4 pkt)

Związki karbonylowe - ogólne Izomeria optyczna Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Borowodorek sodu o wzorze NaBH4 jest odczynnikiem stosowanym w chemii organicznej. Ten związek selektywnie i z dużą wydajnością redukuje grupy karbonylowe w aldehydach i w ketonach do grup hydroksylowych, natomiast nie redukuje grup karboksylowych ani estrowych. Schemat redukcji grupy karbonylowej przedstawiono poniżej.

Na podstawie: L.G. Wade, Organic chemistry, Pearson Ed. 2006.

24.1. (0–1)

Uzupełnij schemat reakcji otrzymywania 2,2-dimetylopropan-1-olu opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

24.2. (0–1)

Przeprowadzono dwie reakcje: propan-2-onu oraz butan-2-onu z borowodorkiem sodu. W jednej z tych reakcji otrzymano mieszaninę enancjomerów.

Rozstrzygnij, w której reakcji – z propan-2-onem czy z butan-2-onem – otrzymano mieszaninę enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

24.3. (0–2)

Wzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt cząsteczek. W tych wzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru, a szkielet węglowy rysuje się jako linię łamaną oraz zaznacza – występujące w cząsteczce – wiązania wielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup funkcyjnych.

Borowodorek sodu stosuje się w przemyśle farmaceutycznym do syntezy feksofenadyny – leku przeciwhistaminowego.

Na schemacie przedstawiono za pomocą wzorów szkieletowych końcowy etap syntezy tego związku.

Na podstawie: C.T. Goralski, B. Singaram, Organic Process Research & Development, 10 (2006) 947.

Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

W reakcji otrzymywania feksofenadyny redukcja jednego mola substratu wymaga udziału (dwóch / trzech) moli elektronów.
Orbitalom walencyjnym atomu węgla ulegającego redukcji przypisuje się w cząsteczce substratu hybrydyzację (sp / sp2 / sp3), a w cząsteczce produktu – hybrydyzację (sp / sp2 / sp3).

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (3 pkt)

Bilans elektronowy Wiązania chemiczne - ogólne Napisz równanie reakcji Narysuj/zapisz wzór

W odpowiednich warunkach fluorowce mogą ze sobą reagować i tworzyć tzw. związki międzyhalogenowe o wzorze ogólnym AX𝑦, w którym 𝑦 przyjmuje wartość 1, 3, 5 lub 7. W tym wzorze A oznacza pierwiastek o mniejszej elektroujemności, a X – pierwiastek o większej elektroujemności.

Przykładem związku międzyhalogenowego jest trichlorek jodu o wzorze ICl3.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

6.1. (0–2)

Trichlorek jodu został po raz pierwszy otrzymany w reakcji, której schemat przedstawiono poniżej.

IO–3 + I2 + H+ + Cl– → ICl3 + H2O

Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji zachodzącej podczas tej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

Równanie reakcji redukcji:  

IO–3 + I2 + H+ + Cl– → ICl3 + H2O

6.2. (0–1)

Narysuj wzór elektronowy cząsteczki trichlorku jodu ICl3. Zaznacz kreskami pary elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe.

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 23. (2 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Borowodorek sodu o wzorze NaBH4 jest odczynnikiem stosowanym w chemii organicznej. Ten związek selektywnie i z dużą wydajnością redukuje grupy karbonylowe w aldehydach i w ketonach do grup hydroksylowych, natomiast nie redukuje grup karboksylowych ani estrowych. Schemat redukcji grupy karbonylowej przedstawiono poniżej.

Na podstawie: L.G. Wade, Organic chemistry, Pearson Ed. 2006.

Wzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt cząsteczek. W tych wzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru, a szkielet węglowy rysuje się jako linię łamaną oraz zaznacza – występujące w cząsteczce – wiązania wielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup funkcyjnych.

Borowodorek sodu jest stosowany w przemyśle farmaceutycznym do syntezy feksofenadyny – leku przeciwhistaminowego.

Na schemacie przedstawiono za pomocą wzorów szkieletowych końcowy etap syntezy tego związku.

Na podstawie: C.T. Goralski, B. Singaram, Organic Process Research & Development, 10 (2006) 947.

Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

W reakcji otrzymywania feksofenadyny redukcja jednego mola substratu wymaga udziału (dwóch / trzech) moli elektronów.
Orbitalom walencyjnym atomu węgla ulegającego redukcji przypisuje się w cząsteczce substratu hybrydyzację (sp / sp2 / sp3), a w cząsteczce produktu – hybrydyzację (sp / sp2 / sp3).

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 5. (4 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji Narysuj/zapisz wzór

W odpowiednich warunkach fluorowce mogą ze sobą reagować i tworzyć tzw. związki międzyhalogenowe o wzorze ogólnym AX𝑦, w którym 𝑦 przyjmuje wartość 1, 3, 5 lub 7. W tym wzorze A oznacza pierwiastek o mniejszej elektroujemności, a X – pierwiastek o większej elektroujemności.

Przykładem związku międzyhalogenowego jest trichlorek jodu o wzorze ICl3.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

5.1. (0–2)

Trichlorek jodu został po raz pierwszy otrzymany w reakcji, której schemat przedstawiono poniżej.

IO–3 + I2 + H+ + Cl– → ICl3 + H2O

Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji zachodzącej podczas tej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

Równanie reakcji redukcji:  

IO–3 + I2 + H+ + Cl– → ICl3 + H2O

5.2. (0–2)

Metoda VSEPR pozwala określać kształt cząsteczek zbudowanych z atomów pierwiastków grup 1.–2. oraz 13.–18. W cząsteczce należy wyróżnić atom centralny (np. atom tlenu w cząsteczce H2O) i ustalić liczbę wolnych par elektronowych na jego zewnętrznej powłoce (𝑦). Następnie trzeba zsumować liczbę podstawników związanych z atomem centralnym (𝑥) i liczbę jego wolnych par elektronowych (𝑦). W ten sposób otrzymuje się tzw. liczbę przestrzenną (𝐿p = 𝑥 + 𝑦), która decyduje o kształcie cząsteczki. Ponieważ zarówno wolne, jak i wiążące pary elektronowe wzajemnie się odpychają, wszystkie elementy składające się na liczbę przestrzenną (podstawniki i wolne pary elektronowe) zajmują jak najbardziej odległe od siebie położenia wokół atomu centralnego.

Na podstawie: R.J. Gillespie, Coordination Chemistry Reviews, 252 (2008) 1315,
oraz J.D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, Warszawa 1997.

Przedstawiony poniżej model jest ilustracją kształtu cząsteczki zbudowanej z atomu centralnego związanego z trzema podstawnikami (𝑥 = 3), dla 𝐿p = 4.

Narysuj wzór elektronowy cząsteczki trichlorku jodu ICl3. Zaznacz kreskami pary elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe. Następnie rozstrzygnij, czy przedstawiony model jest ilustracją kształtu cząsteczki ICl3. Napisz wartość liczby przestrzennej cząsteczki ICl3.

Rozstrzygnięcie:
Liczba przestrzenna ICl3 : 𝐿p =

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (4 pkt)

Bilans elektronowy Podstawy chemii organicznej Alkohole Napisz równanie reakcji Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Poniżej przedstawiono schemat ciągu przemian chemicznych (reakcje 1.–3.), w wyniku których z etylobenzenu otrzymano keton (związek B).

24.1. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 1. i 2.

Reakcja 1. Reakcja 2.
Typ reakcji
Mechanizm reakcji

24.2. (0–2)

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas reakcji 3. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

Równanie procesu redukcji:

Równanie procesu utleniania:

24.3. (0–1)

Podczas reakcji 3. następuje zmiana barwy mieszaniny reakcyjnej.

Uzupełnij tabelę. Wpisz barwę mieszaniny reakcyjnej przed rozpoczęciem reakcji 3. i barwę po jej zakończeniu.

Barwa mieszaniny reakcyjnej
przed reakcją po reakcji

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 18. (2 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Metale Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Srebro jest zaliczane do metali szlachetnych. Nie reaguje z wodą czy z niezanieczyszczonym powietrzem, ale w obecności tlenu reaguje z siarkowodorem, a produktem reakcji jest czarny siarczek srebra(I). Przebieg tego procesu można przedstawić równaniem:

4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

Powstały siarczek srebra(I) można usunąć mechanicznie lub chemicznie. Druga z tych metod polega na umieszczeniu srebrnego przedmiotu pokrytego nalotem siarczku na płytce wykonanej z glinu i zanurzonej w wodnym roztworze chlorku sodu.

Srebrny przedmiot ulega oczyszczeniu w wyniku procesu, w którym zachodzą następujące reakcje:

Al → Al3+ + 3e–

Ag2S + 2H2O + 2e– → 2Ag + H2S + 2OH–

18.1. (0–1)

Oceń, która z podanych metod usuwania siarczku srebra(I) z powierzchni srebrnego przedmiotu pozwala ograniczyć straty srebra. Odpowiedź uzasadnij.

18.2. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej podczas opisanego chemicznego oczyszczania srebra.

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (3 pkt)

Metale Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Badano reakcje pewnej próbki metalicznego chromu z kwasem solnym w różnych warunkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie:

W probówce 1. użyto odtlenionego kwasu solnego, czyli takiego, w którym praktycznie nie ma rozpuszczonego tlenu. Dodatkowo na powierzchni roztworu umieszczono warstwę oleju. W takich warunkach chrom reaguje zgodnie z równaniem:

Cr + 2H+→ Cr2++ H2

Na poniższym schemacie przedstawiono roztwory otrzymane w probówkach 1. i 2.

16.1. (0–2)

Po całkowitym roztworzeniu chromu w probówce 1. usunięto warstwę oleju i zaobserwowano, że roztwór stopniowo zmieniał barwę, aż uzyskał kolor taki sam jak kolor roztworu w probówce 2. Podczas stopniowej zmiany barwy nie obserwowano wydzielania gazu.

Uzupełnij równanie reakcji. Napisz:

  • wzór brakującego reagenta
  • odpowiednie współczynniki stechiometryczne.

Cr2+ + + H+ → Cr3+ + H2O

16.2. (0–1)

Procesy utleniania i redukcji zachodzące w probówce 2. można w uproszczeniu opisać równaniami:

równanie procesu redukcji: 6H+ + O2 + 6e– → H2 + 2H2O
równanie procesu utleniania: Cr → Cr3+ + 3e–

Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w probówce 2.

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (4 pkt)

Sole Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie, w którym na stały tlenek manganu(IV) podziałano gorącym kwasem solnym. Wydzielający się chlor wprowadzono do probówki, w której znajdował się wodny roztwór pewnej soli. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie.

Do tak powstałego roztworu po ściance probówki wprowadzono chloroform. To spowodowało utworzenie dwóch warstw: górnej – o zabarwieniu brunatnym – i dolnej, bezbarwnej. Następnie zawartość probówki dokładnie wymieszano i pozostawiono do powtórnego rozdzielenia warstw. Po rozwarstwieniu cieczy warstwa górna była żółtopomarańczowa, a dolna zabarwiła się na fioletoworóżowo.

7.1. (0–2)

Opisane doświadczenie przeprowadzono z udziałem pewnej soli, której wzoru nie podano na schemacie.

Spośród wymienionych poniżej soli wybierz wzór tej, której wodny roztwór został użyty w tym doświadczeniu. Napisz jej nazwę systematyczną i uzupełnij zdanie. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

NaF
NaBr
NaI

Nazwa systematyczna soli:

Przebieg doświadczenia wskazuje, że wolny chlor jest (silniejszym / słabszym) utleniaczem niż wolny (fluor / brom / jod).

7.2. (0–2)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas przebiegu doświadczenia:

  • w kolbie
  • w probówce.

Równanie reakcji zachodzącej w kolbie:

Równanie reakcji zachodzącej w probówce:

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 23. (4 pkt)

Bilans elektronowy Podstawy chemii organicznej Alkohole Napisz równanie reakcji Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Poniżej przedstawiono schemat ciągu przemian chemicznych (reakcje 1.–3.), w wyniku których z etylobenzenu otrzymano keton (związek B).

23.1. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 1. i 2.

Reakcja 1. Reakcja 2.
Typ reakcji
Mechanizm reakcji

23.2. (0–2)

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas reakcji 3. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

Równanie procesu redukcji:

Równanie procesu utleniania:

23.3. (0–1)

Podczas reakcji 3. następuje zmiana barwy mieszaniny reakcyjnej.

Uzupełnij tabelę. Wpisz barwę mieszaniny reakcyjnej przed rozpoczęciem reakcji 3. i barwę po jej zakończeniu.

Barwa mieszaniny reakcyjnej
przed reakcją po reakcji

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (1 pkt)

Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Badano reakcje pewnej próbki metalicznego chromu z kwasem solnym w różnych warunkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie:

W probówce 1. użyto odtlenionego kwasu solnego, czyli takiego, w którym praktycznie nie ma rozpuszczonego tlenu. Dodatkowo na powierzchni roztworu umieszczono warstwę oleju. W takich warunkach chrom reaguje zgodnie z równaniem:

Cr + 2H+→ Cr2++ H2

Na zdjęciach pokazano roztwory otrzymane w probówkach 1. i 2.

Procesy utleniania i redukcji zachodzące w probówce 2. można w uproszczeniu opisać równaniami:

równanie procesu redukcji: 6H+ + O2 + 6e– → H2 + 2H2O
równanie procesu utleniania: Cr → Cr3+ + 3e–

Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w probówce 2.

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (4 pkt)

Sole Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie, w którym na stały tlenek manganu(IV) podziałano gorącym kwasem solnym. Wydzielający się chlor wprowadzono do probówki, w której znajdował się wodny roztwór pewnej soli. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie.

Do tak powstałego roztworu po ściance probówki wprowadzono chloroform – wygląd zawartości probówki przedstawiono na zdjęciu 1. Następnie dokładnie wymieszano jej zawartość i pozostawiono do rozdzielenia warstw (zdjęcie 2.).

10.1. (0–2)

Opisane doświadczenie przeprowadzono z udziałem pewnej soli, której wzoru nie podano na schemacie.

Spośród wymienionych poniżej soli wybierz wzór tej, której wodny roztwór został użyty w tym doświadczeniu. Napisz jej nazwę systematyczną i uzupełnij zdanie. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

NaF
NaBr
NaI

Nazwa systematyczna soli:

Przebieg doświadczenia wskazuje, że wolny chlor jest (silniejszym / słabszym) utleniaczem niż wolny (fluor / brom / jod).

10.2. (0–2)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas przebiegu doświadczenia:

  • w kolbie
  • w probówce.

Równanie reakcji zachodzącej w kolbie:

Równanie reakcji zachodzącej w probówce:

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (2 pkt)

Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Pod wpływem kwasu solnego tlenek manganu(IV) ulega redukcji zgodnie z poniższym równaniem:

MnO2 + Cl– + H+ ⟶ Mn2+ + Cl2 + H2O

Napisz równania jonowe reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas opisanego procesu, uwzględniając liczbę oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy). Określ stosunek molowy, w jakim reaguje utleniacz z reduktorem.

Równanie reakcji redukcji:

Równanie reakcji utleniania:

Stosunek molowy utleniacza do reduktora
nutleniacza : nreduktora =

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (2 pkt)

Bilans elektronowy Podaj/wymień

Reakcja między jonami żelaza(II) a jonami manganianowymi(VII) w środowisku kwasowym przebiega zgodnie z równaniem:

5Fe2+ + 8H+ + MnO−4 → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

10.1. (0–1)

Podaj stosunek molowy utleniacza do reduktora dla powyższej reakcji.

Stosunek molowy utleniacza do reduktora: :

10.2. (0–1)

Podaj, ile moli elektronów jest przyłączanych przez jeden mol jonów manganianowych(VII) w opisywanej reakcji.

Liczba moli elektronów:

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (1 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Napisz równanie reakcji

Przeprowadzono trzyetapowe doświadczenie.

Etap 1. W probówce zmieszano bezbarwne wodne roztwory bromianu(V) potasu oraz bromku potasu. Następnie do mieszaniny dodano kilka kropli kwasu siarkowego(VI). Na zdjęciu obok przedstawiono wynik tego etapu doświadczenia.

Etap 2. Do mieszaniny otrzymanej w etapie 1. wprowadzono toluen – metylobenzen – (𝑑 = 0,86 g ∙ cm−3). Probówkę zamknięto korkiem, a następnie ciecze wymieszano. Na zdjęciach obok przedstawiono wygląd zawartości probówki przed wymieszaniem oraz po wymieszaniu.


przed wymieszaniem

po wymieszaniu

Etap 3. Otrzymaną w etapie 2. mieszaninę pozostawiono na pewien czas w nasłonecznionym miejscu. Na zdjęciu obok przedstawiono wynik tego etapu doświadczenia.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas etapu 1. przeprowadzonego doświadczenia.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (2 pkt)

Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Po wprowadzeniu tlenku chloru(IV) do wodnego roztworu wodorotlenku sodu zachodzi reakcja opisana schematem:

ClO2 + OH– ⟶ ClO–2 + ClO–3 + H2O

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas opisanego procesu. Uwzględnij środowisko reakcji.

Równanie reakcji redukcji:

Równanie reakcji utleniania:

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (3 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Tytan jest lekkim metalem odpornym na korozję. W zależności od stopnia utlenienia tytanu chlorki tego pierwiastka odznaczają się różnymi właściwościami fizycznymi. Wartości temperatury topnienia i temperatury wrzenia dwóch związków tytanu z chlorem zestawiono w poniższej tabeli.

Wzór związku tytanu z chlorem Temperatura topnienia, °C Temperatura wrzenia, °C
TiCl2 1035 1500
TiCl4 – 24 136

Reakcja tlenku tytanu(IV) – o wzorze TiO2 – z tetrachlorometanem w temperaturze 500 °C prowadzi do powstania chlorku tytanu(IV) oraz tlenku węgla(IV) (reakcja 1.). Z kolei chlorek tytanu(II) – jako jedyny produkt reakcji – można otrzymać w wyniku przepuszczania par chlorku tytanu(IV) w temperaturze 1040 °C nad metalicznym tytanem (reakcja 2.).

Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.

3.1. (0–1)

Uzupełnij poniższe zdania dotyczące tytanu i jego chlorków. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie..

Sieć krystaliczna metalicznego tytanu składa się z (atomów / kationów) otoczonych chmurą zdelokalizowanych elektronów. W sieci krystalicznej chlorku tytanu(II) obecne są (atomy / jony). Wraz z obniżeniem stopnia utlenienia tytanu w chlorkach (maleje / rośnie) jonowy charakter wiązania.

3.2. (0–2)

Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji otrzymywania TiCl4 (reakcja 1.) i TiCl2 (reakcja 2.). Rozstrzygnij, czy dana przemiana jest reakcją utleniania-redukcji. Zaznacz TAK albo NIE.

Równanie reakcji 1.:

Rozstrzygnięcie:
TAK
NIE

Równanie reakcji 2.:

Rozstrzygnięcie:
TAK
NIE

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 33. (1 pkt)

Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Reakcja aldotetrozy z odczynnikiem Tollensa przebiega zgodnie z poniższym schematem:

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas reakcji aldotetrozy z odczynnikiem Tollensa. Uwzględnij środowisko reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

Równanie procesu redukcji:

Równanie procesu utleniania:

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 3. (5 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Rodzaje wiązań i ich właściwości Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Napisz równanie reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Tytan jest lekkim metalem odpornym na korozję. W zależności od stopnia utlenienia tytanu chlorki tego pierwiastka odznaczają się różnymi właściwościami fizycznymi. Wartości temperatury topnienia i temperatury wrzenia dwóch związków tytanu z chlorem zestawiono w poniższej tabeli.

Wzór związku tytanu z chlorem Temperatura topnienia, °C Temperatura wrzenia, °C
TiCl2 1035 1500
TiCl4 – 24 136

Reakcja tlenku tytanu(IV) – o wzorze TiO2 – z tetrachlorometanem w temperaturze 500 °C prowadzi do powstania chlorku tytanu(IV) oraz tlenku węgla(IV) (reakcja 1.). Z kolei chlorek tytanu(II) – jako jedyny produkt reakcji – można otrzymać w wyniku przepuszczania par chlorku tytanu(IV) w temperaturze 1040 °C nad metalicznym tytanem (reakcja 2.).

Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.

3.1. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej jonu Ti2+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numer powłoki i symbol podpowłoki.

3.2. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Wpisz wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, które opisują stan energetyczny jednego z niesparowanych elektronów atomu tytanu w stanie podstawowym.

Liczby kwantowe Główna liczba kwantowa 𝑛 Poboczna liczba kwantowa 𝑙
Wartości liczb kwantowych

3.3. (0–1)

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Sieć krystaliczna metalicznego tytanu składa się z (atomów / kationów) otoczonych chmurą zdelokalizowanych elektronów. W sieci krystalicznej chlorku tytanu(II) obecne są (atomy / jony). Ze wzrostem stopnia utlenienia tytanu w chlorkach (maleje / rośnie) jonowy charakter wiązania.

3.4. (0–2)

Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji otrzymywania TiCl4 (reakcja 1.) i TiCl2 (reakcja 2.). Rozstrzygnij, czy dana przemiana jest reakcją utleniania-redukcji. Zaznacz TAK albo NIE.

Równanie reakcji 1.:

Rozstrzygnięcie:
TAK
NIE

Równanie reakcji 2.:

Rozstrzygnięcie:
TAK
NIE

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (2 pkt)

Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Jony FeO2–4 mogą powstać podczas reakcji Fe(OH)3 z jonami ClO– w nasyconym roztworze NaOH, zilustrowanej poniższym schematem:

Fe(OH)3 + ClO– + OH– → FeO2–4 + Cl– + H2O

Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.

Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania zachodzącej podczas opisanej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w schemacie.

Równanie reakcji utleniania:
 

Fe(OH)3 + ClO– + OH– → FeO2–4 + Cl– + H2O

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (6 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Stopnie utlenienia Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:

  • elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
  • w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.

Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

1.1. (0–2)

Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich – najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

Symbol pierwiastka Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X

1.2. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej kationu X3+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok.

1.3. (0–3)

Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:

  • w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia z wodą (reakcja 1.)
  • w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.).

Użyj symboli A i X.

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

Strony